С момента открытия лишайников как симбиотических организмов существовало множество версий о характере взаимоотношений грибов и водорослей.
Только гриб паразитирует на водоросли. По утверждению С. Швенденера, гриб является хозяином, а водоросль находится в подчинении, становится рабом. Швенденер предположил, что гриб, паразитируя на водоросли, поглощает органические соединения. При этом чаще всего, но не всегда, водоросли остаются живыми, их клетки способны к делению.
Мутуалистический симбиоз. Согласно этой теории водоросль для гриба является источником органических соединений. При этом она извлекает выгоду из такого сожительства — забирает воду, минеральные вещества, поставляемые грибным компонентом. Гриб способствует защите водоросли от чрезмерного нагревания и освещения. На этом основании взаимоотношения компонентов лишайников считали мутуалистическим симбиозом, взаимовыгодным сожительством.
Эндопаразитосапрофитизм. Французский ученый Е. Борне (1873) обнаружил, что гифы гриба, находясь около клеток водорослей, внедряются в них с помощью гаусторий. В последующие годы были выявлены и другие образования, способствующие поглощению веществ из тела водорослей. То есть гриб паразитирует на водоросли. При этом гаустории в большинстве случаев проникают лишь в клеточную оболочку, не разрушая целостность наружного слоя цитоплазмы — плазмалемму. Либо гифы гриба плотно присасываются к клеткам водорослей, образуя апрессории. Предполагают, что поглощение питательных веществ происходит с помощью этих структур, но механизм данного явления окончательно не выяснен.
Гриб, используя отмершие клетки водорослей, может быть и сапротрофом. Русский ботаник А. А. Еленкин (1902) охарактеризовал отношения между компонентами лишайников как эндопаразитосапрофитизм.
Умеренный паразитизм. В 1960-х гг. советский лихенолог А. Н. Окснер пришел к выводу о том, что водоросль в слоевище лишайника тоже паразитирует на грибе. Поскольку водоросли находятся внутри слоевища лишайника, отграничены от внешней среды гифами гриба, они используют все необходимые для своей жизнедеятельности соединения, имеющиеся в грибах. При этом они способны к фотосинтезу.
Более четко проявляется паразитизм микобионта в сравнении с паразитизмом фотобионта. Тем не менее клетки водорослей способны к росту, развитию и размножению, долгое время оставаясь в живом состоянии. В последнее время исследователи склоняются к тому, что взаимоотношения гриба и водоросли — умеренный паразитизм.
Опровергнуть или подтвердить гипотезы опытным путем пока не представляется возможным, так как пока никому еще не удалось осуществить подобный симбиоз в лабораторных условиях. Одна из причин — медленный рост лишайников. В лесных ценозах умеренных широт слоевище лишайника формируется за 20…50 лет, на севере этот период растягивается до 300 лет.